การค้นพบเวสิเคิลนอกเซลล์ของสาหร่ายขนาดเล็ก

เวสิเคิลนอกเซลล์ (Extracellular vesicles) คือเวสิเคิลขนาดนาโนที่เกิดขึ้นเองภายในเซลล์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30–200 นาโนเมตร ห่อหุ้มด้วยเยื่อไขมันสองชั้น ซึ่งบรรจุสารต่างๆ เช่น กรดนิวคลีอิก โปรตีน ไขมัน และสารเมตาบอไลต์ เป็นต้น เวสิเคิลนอกเซลล์เป็นเครื่องมือหลักในการสื่อสารระหว่างเซลล์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์ เวสิเคิลนอกเซลล์สามารถถูกหลั่งออกมาจากเซลล์หลายชนิดภายใต้สภาวะปกติและสภาวะพยาธิสภาพ โดยส่วนใหญ่มาจากโพลีเวสิเคิลที่เกิดจากอนุภาคไลโซโซมภายในเซลล์ และถูกปล่อยออกสู่เมทริกซ์นอกเซลล์หลังจากที่เยื่อหุ้มเซลล์และเยื่อหุ้มของโพลีเวสิเคิลรวมตัวกัน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันต่ำ ไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษ มีความสามารถในการกำหนดเป้าหมายสูง สามารถผ่านเข้าสู่สมองได้ และคุณสมบัติอื่นๆ จึงถูกมองว่าเป็นตัวนำส่งยาที่มีศักยภาพ ในปี 2013 รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ได้มอบให้กับนักวิทยาศาสตร์ 3 ท่านที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเวสิเคิลนอกเซลล์ นับตั้งแต่นั้นมา แวดวงวิชาการและอุตสาหกรรมได้จุดประกายการวิจัยและพัฒนา การประยุกต์ใช้ และการค้าเชิงพาณิชย์ของเวสิเคิลนอกเซลล์อย่างมากมาย

เวสิเคิลนอกเซลล์จากเซลล์พืชอุดมไปด้วยส่วนประกอบออกฤทธิ์เฉพาะตัว มีขนาดเล็ก และสามารถแทรกซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อได้ ส่วนใหญ่สามารถรับประทานและดูดซึมเข้าสู่ลำไส้ได้โดยตรง ตัวอย่างเช่น เวสิเคิลโสมช่วยกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิดไปเป็นเซลล์ประสาท และเวสิเคิลขิงสามารถปรับสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้และบรรเทาอาการลำไส้อักเสบได้ สาหร่ายขนาดเล็กเป็นพืชเซลล์เดียวที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก มีสาหร่ายขนาดเล็กเกือบ 300,000 ชนิดกระจายอยู่ทั่วไปในมหาสมุทร ทะเลสาบ แม่น้ำ ทะเลทราย ที่ราบสูง ธารน้ำแข็ง และสถานที่อื่นๆ โดยมีลักษณะเฉพาะของแต่ละภูมิภาค ในช่วงวิวัฒนาการของโลกกว่า 3 พันล้านปี สาหร่ายขนาดเล็กสามารถเจริญเติบโตได้ในฐานะเซลล์เดียวบนโลก ซึ่งเป็นสิ่งที่แยกไม่ออกจากการเจริญเติบโตและความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองที่ยอดเยี่ยมของพวกมัน

เวสิเคิลนอกเซลล์ของสาหร่ายขนาดเล็กเป็นวัสดุออกฤทธิ์ทางชีวการแพทย์ชนิดใหม่ที่มีความปลอดภัยและเสถียรภาพสูงกว่า สาหร่ายขนาดเล็กมีข้อดีหลายประการในการผลิตเวสิเคิลนอกเซลล์ เช่น กระบวนการเพาะเลี้ยงที่ง่าย ควบคุมได้ ราคาถูก เจริญเติบโตเร็ว ให้ผลผลิตเวสิเคิลสูง และง่ายต่อการดัดแปลงทางพันธุกรรม จากการศึกษาในอดีตพบว่าเวสิเคิลนอกเซลล์ของสาหร่ายขนาดเล็กสามารถถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ได้ง่าย ในแบบจำลองสัตว์ทดลอง พบว่าเวสิเคิลเหล่านี้ถูกดูดซึมโดยตรงผ่านทางลำไส้และสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อเฉพาะ หลังจากเข้าสู่ไซโตพลาซึมแล้ว สามารถคงอยู่ได้หลายวัน ซึ่งเอื้อต่อการปลดปล่อยยาอย่างต่อเนื่องในระยะยาว

นอกจากนี้ คาดว่าเวสิเคิลนอกเซลล์ของสาหร่ายขนาดเล็กจะสามารถบรรจุยาได้หลากหลายชนิด ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเสถียรของโมเลกุล ปลดปล่อยยาอย่างช้าๆ ปรับตัวเข้ากับการรับประทานได้ดียิ่งขึ้น ฯลฯ และช่วยแก้ปัญหาอุปสรรคในการบริหารยาที่มีอยู่ ดังนั้น การพัฒนาเวสิเคิลนอกเซลล์ของสาหร่ายขนาดเล็กจึงมีความเป็นไปได้สูงในการนำไปใช้ในทางคลินิกและอุตสาหกรรม